Тема: Катагенез і метаморфізація гірських порід План:

1. Поняття про катагенез.

2. Метаморфізація гірських порід.

3. Типи метаморфізму. 

4. Характеристика метаморфічних порід.

Поняття про катагенез

Осадочні породи утворюються з первинних осадків, які попали в понижені місця рельєфу, в озера чи в моря. Але щоб утворились звичні для нас глини, вапняки, пісковики тощо, вони повинні зміцніти. Для цього треба, щоб з них видалилась зайва вода, зменшилась пористість, скріпились окремі частинки порід чи мінералів. Цей процес називається діагенезом(з грец. – виникнення), про який розповідається у темі “Геологічна діяльність моря”.

Процес ущільнення осадків при діагенезі, у зв’язку з малою потужністю покриваючих порід, проявляється ще слабо. Але коли вона наростає – збільшується і тиск на нижні шари. В результаті цього відбувається не тільки інтенсивне ущільнення, а й часткове перетворення стійких мінералів  і уламків міцних гірських порід. Тобто, уже утворені шари починають зазнавати якихсь змін. Починається процес "катагенезу" (від грец. префікса “ката”, який означає перехідність i “генос” – походження).

При катагенезі виділяють 2 стадії: ранню, що характеризується незмінною глинистою речовиною в уламкових i глинистих породах, та пізню, яка простежується по зміненій глинистій речовині i появі структур розчинення в уламкових   зернах.

В ранню стадію катагенезу текстура i структура осадочних порід помітно не змінюється. Процеси мінералізації в цю стадію протікають при тиску до 1000 атм, температурі до 100-120⁰ С. Подальше підвищення тиску приводить до максимального зближення зерен, їх роздрібнення i розчинення.

При пізньому катагенезі, що відбувається при тиску 2000 атм і температурі до 200⁰ С, глини переходять в аргіліти – породи, які не розмокають у воді. Піски i нещільні пісковики перетворюються в щільні i міцні пісковики, черепашкові вапняки, які мають велику пористість, - у щільні вапняки.

Процес ущільнення до певної міри буває зворотнім, зняття тиску приводить до збільшення пористості i вологоємкості порід.

Визначення пористості порід із свердловин на глибині 4000 м, де тиск сягає 1000 кг/см², показало, що у глинистих породах вона, як правило, не більше 5%. 

В стадії катагенезу відбувається корозія (проникнення зерен одне в друге) i розчинення мінералів, їх регенерація (відновлення) та утворення нових.

Найбільш поширеними класами мінералів, що утворюються в стадію катагенезу є: сульфіди – пірит, марказит, галеніт, сфалерит та інші; оксиди – халцедон, кварц, гематит, рутил; сульфати – барит, ангідрит; карбонати – кальцит, доломіт, залізистий доломіт, сидерит; силікати – гідрослюди, каолініт, монтморілонiт.

Характерна риса багатьох мінералів катагенезу – їх значні розміри при повільній і довгій викристалізації. Це переважно чітко виражені кристали і зернисті агрегати.

Деякі мінерали утворюють оболонки наростання на уламкових зернах, бобовини і конкреції; заповнюють пори і порожнини, формуючи секреції і жеоди.

Визначення пористості порід із свердловин на глибині 4000 м, де тиск сягає 100кг/см², показало, що у глинистих породах вона, як правило, не більше 5%, тоді як на поверхні змінюється від 25% до 50%.